01 Patrones de crecimiento corales

NOMBRE: Corales: química y patrones de crecimiento
(Con contribuciones de G. Shen y T. Spencer. Revisado Enero de 2005)
BREVE DESCRIPCIÓN
La salud, diversidad y extensión de los corales y el carácter geoquímico de sus esqueletos
registran una variedad de cambios en el agua de las superficies oceánicas. Estos incluyen
temperatura (*18O, Sr/Ca, U/Ca, modelos de crecimiento), salinidad (*18O, U/Ca), fertilidad
(Ba/Ca, Cd/Ca), insolación (*13C, modelos de crecimiento), precipitación (*18O, Sr/Ca, U/Ca),
vientos (Mn/Ca), niveles del mar (patrones de crecimiento de micro-atolones), incidencia de
tormentas (edad del arrecife de corales inclinados o volcados), escurrimiento en ríos
(diversidad y mortalidad, fluorescencia, elementos traza como el Ba), polvo atmosférico que ha
recorrido grandes distancias (ver Tormentas de polvo) y aportes humanos (radionucleidos, P,
metales pesados tales como Pb, Cd). Los corales en aguas costeras son susceptibles a los
cambios rápidos de salinidad y de las concentraciones de material suspendido y pueden ser
valiosos indicadores de la dispersión marina de contaminantes de origen agrícola, urbano,
minero e industrial a través de los sistemas fluviales, así como de la historia de la
contaminación desde los asentamientos costeros.
SIGNIFICADO
Hay preocupación en todo el mundo sobre la condición de los arrecifes de coral, que cumplen
un rol importante en ecosistemas marinos, y existen muchos esfuerzos nacionales e
internacionales para monitorear y preservar su salud. Los corales, en si mismos, también
pueden ser usados para monitorear cambios ambientales en los océanos y zonas próximas a
las costas: este es el aspecto de su interés como geoindicadores. La combinación de
abundantes trazadores geoquímicos, su resolución temporal sub-anual, su capacidad casi
perfecta de datación y la aplicabilidad tanto a los cambios climáticos pasados como actuales,
convierten a los corales en uno de los más ricos registros y archivos ambientales naturales.
Una colonia de coral de 30 cm de diámetro, que crece a una tasa promedio de 1 cm/año,
suministrará de 20 a 25 años de información de línea de base, mientras que colonias masivas
de 3 a 6 metros de altura pueden proporcionar datos históricos sobre amplias extensiones de
océano tropical, que, de otra manera, no se podrían obtener.
CAUSA HUMANA O NATURAL
Los corales responden tanto a cambios naturales en los ambientes marinos como a la
contaminación antropogénica.
AMBIENTE DONDE ES APLICABLE
Océanos tropicales y regiones costeras situadas entre las latitudes 25°N y 25°S y con
temperaturas mayores a los 18°C.
SITIOS DE MONITOREO
Arrecifes coralinos, modernos y fósiles.
ESCALA ESPACIAL
Parcela / Mesoescala a continental (oceánica).
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MÉTODO DE MEDICIÓN
Rápido (tasas de extensión de 5-15 mm anuales) pero el crecimiento anualmente variable de
coral genera un bandeado de densidad esqueleta, revelado por la radiografía con rayos X,
análoga a anillos de árbol terrestres. El análisis de muestras de capas de crecimiento externas
(más jóvenes) o interiores (más viejas), mediante las sustancias químicas estandarizadas e
isotópica, el análisis de imagen, y las técnicas de fluorescencia todavía estén siendo
desarrolladas.
FRECUENCIA DE MEDICIÓN
Anualmente o por períodos más largos, dependiendo de la información buscada, pero la
resolución sub-anual algunas veces es posible. La datación con C14 es aplicable a escalas
temporales largas (hasta 40.000 años) e históricas (por ejemplo los horizontes de radioisótopos
de los años 1950 y 1960). Las técnicas de datación de espectrometría de masas permiten una
datación precisa (hasta ±1% de la edad actual) de corales de décadas a varios cientos de
miles de años.
LIMITACIONES DE LOS DATOS Y DEL MONITOREO
La complejidad de las correlaciones ambientales requiere un muestreo muy cuidadoso y un
alto grado de experiencia analítica.
APLICACIONES AL PASADO Y AL FUTURO
Los corales están ampliamente distribuidos y son registradores naturales y continuos de
información (son, prácticamente, estaciones de registro automático), cuyos registros pueden
abarcar siglos, si son lo suficientemente antiguos, o, por lo menos, los últimos meses. Se han
recogido registros ambientales de 1587 A.C. en el Archipiélago de las Galápagos y de 1635
A.C. en la Gran Barrera de Coral. Las variaciones en la química esqueletal de los corales
recogidos de terrazas de arrecifes elevadas permite la extension de registros ambientales a las
escalas temporales del Holoceno y el Cuaternario tardío.
POSIBLES UMBRALES
Los corales pueden estar sometidos a una tensión tal que pueden sufrir decoloración y/o
muerte cuando las condiciones del ambiente (temperatura, salinidad, turbidez, depredación,
etc.) cambian muy rápidamente o persisten durante mucho tiempo. En general los corales se
decoloran a temperaturas mayores que 1° C por encima de las temperaturas mensuales
máximas de verano, con amplia mortalidad en excursiones por encima de 3° C y/o con
prolongadas temperaturas por encima del umbral de 1° C. Sin embargo, los valores límite son
difíciles de cuantificar, particularmente cuando cambia más de una propiedad y puede haber
variación de un sitio a otro como consecuencia de la adaptación del arrecife a las condiciones
locales. La datación de hiatos en el crecimiento dentro de las colonias vivas y eventos de
mortalidad masiva pueden, sin embargo, ser útiles para inferir severos y catastróficos
disturbios en el pasado.
REFERENCIAS CLAVES
Pernetta, J.C. (ed) 1993. Monitoring coral reefs for global change. Cambridge, International
Union for the Conservation of Nature.
Barnes , D.J. & J. Lough 1996. Coral skeletons: storage and recovery of environmental
information. Global Change Biology 2, 547-558.
Cole, J.E., R.B. Dunbar, T.R. McClanahan & N.A. Muthiga 2000. Tropical Pacific forcing of
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decadal SST variability in the western Indian Ocean over the past two centuries. Science 287,
617-619.
Dunbar, R.B., G.M. Wellington, M.W. Colgan & P.W. Glynn 1994. Eastern Pacific sea
surface temperatures since 1600 A.D.: the δ18O record of climate variability in Galapagos
corals. Paleooceanography 9, 291-315.
OTRAS FUENTES DE INFORMACIÓN
Red Mundial para Monitoreo de Arrecifes Coralinos (http://www.gcrmn.org/), Sociedad
Internacional para Estudios de Arrecifes (http://www.fit.edu/isrs/), Sistema de información de
arrecifes coralinos (http://www.coris.noaa.gov/), Centro-A de datos mundiales para la
paleoclimatología.
ASPECTOS AMBIENTALES Y GEOLÓGICOS RELACIONADOS
Los corales pueden proporcionar medios útiles para monitorear la dispersión de los sedimentos
fluviales y la contaminación en áreas costeras. Las amenazas ambientales para las colonias
vivas de arrecifes coralinos están muy extendidas y existe un considerable volumen de
conocimientos destinado al monitoreo de arrecifes con el fin de protegerlos y conservarlos.
EVALUACIÓN GENERAL
Los corales constituyen un registro muy efectivo y un gran archivo natural de los cambios
ambientales.
Islas del sector sur de la Gran Barrera de Coral lejos de la costa de Queensland. Las marcas
químicas en las bandas de crecimiento del coral reflejan cambios en ambientes costeros
(imagen NASA Landsat 7 del 14 de agosto de 1999).
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Barrera de coral en el borde de Horn island, Cape York, Australia (Rob Brander). La foto de la
esquina inferior izquierda muestra bandas de crecimiento annual en una colonia de coral de un
atolón en el Pacífico Central. Los niveles de Mn en bandas sucesivas se correlacionan con
inversiones en cambios en la dirección del viento. (Glen Shen)
Muestreo de una colonia de Porites masiva para la reconstrucción de la variabilidad de ENSO,
Isla de Jarvis, pacífico ecuatorial central. La foto de la esquina superior izquierda muestra
anillos de crecimiento en Porites (UV azulado, rayos X blanco y negro) de Tanzania (Julia Cole)
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